井下节流器在大港油田的应用

平恩顺，徐庆祥，杨庭安，姜有才，马田力，王 奎，汪 强，李 楠，黄 其

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司，天津 300283）

井下节流器在大港油田的应用

平恩顺，徐庆祥，杨庭安，姜有才，马田力，王 奎，汪 强，李 楠，黄 其

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司，天津 300283）

针对高压气井地面节流易形成水合物堵塞，管线承压高等问题，研制了一种新型井下节流器。介绍了井下节流器的结构、工作原理以及主要技术参数，明确了现场施工的主要操作步骤并在大港油田进行了现场应用。应用结果表明，井下节流器性能稳定，可靠性高，节流降压效果好，能够有效提高气井生产时间，具有良好的经济效益。

天然气井；井下节流器；卡瓦；胶筒；气嘴；现场应用

高压天然气节流是一个降压降温过程。常规地面节流工艺，节流前需在地面设有加热保温装置对天然气加热来提高气流温度避免形成水合物堵塞[1]。井下节流工艺通过在井下安装节流气嘴，天然气通过气嘴时产生压降和温降来实现井筒及地面管线的节流降压作用[2]，充分利用地温对井筒的加热作用，使节流后气流温度与节流前气流温度基本保持一致[3]，节流后气流温度高于节流后压降条件下水合物形成的初始温度[4]，避免井筒及地面管线形成水合物堵塞[5]，从而实现降低地面管线压力，控制气井产量，取消地面加热保温装置的一种采（油）气工艺技术[1，4]。

目前现场应用最多的是适用于Φ73 mm油管的井下节流器[6，7]。谷成义等[8]针对苏里格气田井下节流器使用过程中存在寿命短，低效率，打捞困难等问题，研制了一种依靠活塞坐封的HY-4型井下节流器。胡丹等[9]针对川西气田井下节流器在使用过程中存在打捞困难，成功率低等问题，研制了新型活动式井下节流器，对整体式卡瓦，带复位功能的胶筒，弹簧系统进行了优化。本文研制了一种新型井下节流器，并在大港油田进行了现场应用，应用效果较好，对完善井下节流工艺技术方案，提高油田天然气产量具有一定的指导意义。

1 井下节流器的研制

1.1 井下节流器的结构

井下节流器主要由打捞头，节流气嘴，销钉，卡瓦座，卡瓦，锥体，胶筒和防砂器等组成，结构（见图1）。

1.2 工作原理

按照施工要求将井下节流器与气嘴装配在一起，通过钢丝作业绞车以60 m/min速度投放至设计位置3 m～5 m以上，然后以100 m/min～120 m/min速度加速下放，到位后突然刹车[8]，此时井下节流器在下行惯性力作用下，锥体沿卡瓦轨迹上行，撑开卡瓦并咬合油管内壁，实现卡瓦锚定功能；然后缓慢上提工具串，当负荷达到350 kg～400 kg时，拉动井下节流器内中心管上行，压缩胶筒实现坐封，继续上提工具串剪断销钉，然后起出投放工具，完成投放施工。

1.3 主要技术参数

井下节流器内径Φ57 mm，总长890 mm，适用油管外径Φ73 mm，节流气嘴孔径Φ2.0 mm～Φ8.0 mm，耐压≥40 MPa，耐温150℃。

1.4 性能特点

（1）采用常规试井钢丝投放，不需要压井和上提油管，作业方便、坐封可靠。

（2）利用陶瓷节流气嘴，提高耐磨性能和抗腐蚀性能，硬度高，井下工作寿命长。

（3）可根据设计需要投放任意井段位置实现坐封，正常生产时工具不易发生窜动，特别适合需节流的老井生产。

（4）打捞时通过钢丝上提工具串剪断销钉，可使卡瓦和胶筒顺利解封。

1.5 现场施工的主要操作步骤

（1）通井后，保证井筒畅通无阻。连接好工具串：绳帽+加重杆+机械震击器+井下节流器，将工具串放到防喷管内，打开清蜡闸门，缓慢下放工具串至井内设计位置。

（2）下至节流嘴设计位置以上50 m时，向下快速冲击，到设计深度猛刹车，震松节流嘴上卡瓦。

（3）缓慢上提工具串，同时观察马丁-戴克指重表，记下此时指重显示数据（如140 kg），当指重表上升时，说明节流嘴上卡瓦已锚定油管内壁上，继续上提，使指重升至280 kg～300 kg，刹住绞车，记住此时计数器数据。

（4）松绞车刹车，缓慢下放钢丝，至指重表落零，若指重不落零，重复上步操作。

（5）刹死绞车，调绞车溢流阀至钢丝最大拉力一半位置上，旋转调压阀，调高液压系统压力，略升油门，将换向阀推到上起位置，松开绞车，迅速向上振击，上起至计数器X+2 m时，急速将换向阀推到空档位置，同时绞车制动。

（6）回调绞车液压系统压力，松绞车，缓慢上提工具串，观察指重，指重显示在140 kg左右，说明投放工具与节流嘴间的销钉已剪断，投放成功；若指重升至280 kg，则重复（4）～（6）操作。

（7）证实销钉剪断后起出剩余工具串，关闭清蜡闸门，施工完毕。

图1 井下节流器的结构

2 现场应用

2017年4～5月，井下节流器在大港油田2口井上进行了现场应用，具体情况如下：

（1）2017年4月20日投放适用油管Φ73 mm的井下节流器于中8-75井，入井1 800 m，节流气嘴直径2.4 mm，气嘴入口端面温度60℃，气嘴出口端面压力1 MPa，施工一次性成功。4月26日开井生产，井下节流器性能稳定，一次节流压力3.4 MPa，日产气1.0×104m3，生产参数稳定,符合设计要求。

（2）2017年5月26日投放适用油管Φ73 mm的井下节流器于中10-76井，入井1 800 m，节流气嘴直径2.6 mm，气嘴入口端面温度60℃，气嘴出口端面压力1 MPa，施工一次性成功。6月26日开井生产，井下节流器仍然有效，一次节流压力3.4 MPa，日产气1.0×104m3，生产参数稳定,符合设计要求。

3 经济效益分析

（1）简化地面流程。新投产气井，不需井口加热或注醇防冻工艺，每口井减少工程投资达50万元。

（2）去掉加热炉，减少生产耗气，节约能源。每台炉每天耗气量为300 m3，按每年点炉300 d计算，每台加热炉年耗气量为9×104m3，按每立方米天然气0.6元计算，单炉年节约费用5.4万元。每井按两台炉计算可节约费用10.8万元。

（3）不需注醇。单井每天注醇140 kg，按每年注醇360 d计算，共减少注醇50.4 t，按每吨1 500元计算，单井节约注醇费用7.56万元，减少注醇系统维修费用2.8万元，单井节约费用10.36万元。

（4）方便管理。不存在巡回检查等一系列繁杂的日常管理，大大降低了采气工人的劳动强度，对边远、零散井其优越性更为明显，单井每年可减少管理费用10万元。

（5）使用井下节流器进行生产，保证气井不发生冻堵并保持正常生产，减少解冻、停产费用10万元。

4 结论

（1）井下节流器降压充分利用地温加热，提高节流出口温度，防止水合物堵塞，取代井口加热或注醇防冻工艺。减轻工人劳动强度，方便现场管理，保证了安全环保生产。

（2）利用试井钢丝投放井下节流器，作业简单，密封可靠；打捞时上提钢丝剪断销钉，可使卡瓦和胶筒解封。

（3）现场应用结果表明，井下节流器施工时间短，速度快，性能稳定，可靠性高，节流降压效果好，能够有效提高气井生产时间，具有良好的经济效益。

［1］喻成刚，张华礼，邓友超.新型井下节流器研制及应用［J］.钻采工艺，2008，31（4）：91-93.

［2］宋中华，张劲，沈建新，等.塔里木油田深井开采水合物防治技术研究［J］.科学技术与工程，2013，13（34）：10300-10303.

［3］卫亚明，肖述琴，杨旭东，等.单胶筒防下滑井下节流装置的研制与应用［J］.石油机械，2013，41（7）：71-73.

［4］蒋发光，梁政，李莲明，等.Φ73 mm油管用井下节流器胶筒有限元分析［J］.石油机械，2011，（9）：30-33.

［5］张宗林，郝玉鸿.榆林气田井下节流技术研究与应用［J］.石油钻采工艺，2009，31（1）：108-112.

［6］段宝玉，张桂迎，蒋宜春，等.一种新型活动式井下节流器［J］.石油机械，2010，38（9）：36-37.

［7］段宝玉，刘力军，徐晓峰，等.免钢丝投捞井下节流器的研制与应用［J］.石油钻采工艺，2011，33（1）：126-128.

［8］谷成义，冯朋鑫，王晓荣，等.HY-4型节流器在苏里格气田的应用［J］.石油钻采工艺，2010，32（4）：120-122.

［9］胡丹，侯治民，滕汶江，等.新型活动式井下节流器的研制及应用［J］.石油钻采工艺，2014，（3）：123-125.

Application of downhole throttle in Dagang oilfield

PING Enshun，XU Qingxiang，YANG Tingan，JIANG Youcai，MA Tianli，WANG Kui，WANG Qiang，LI Nan，HUANG Qi
（Downhole Technology Service Company，CNPC Bohai Drilling Engineering Company Limited，Tianjin 300283，China）

Aiming at the issue that hydrate clogging and high bearing pressure of the pipeline through the ground throttling for the high pressure gas well,a new type of downhole throttle was developed.The structural,working principle and main technical parameters of the downhole throttle was introduced.The main operation steps of the site construction were cleared,and the technical solution has been applied in Dagang oilfield.The application results show that downhole throttle can effectively improve the production time of gas wells with stable performance,high reliability,throttling depressurization better effect and good economic benefits.

natural gas well；downhole throttle；slip；rubber；gas nipple；field application

TE931.2

A

1673-5285（2017）08-0012-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.003

2017－07-10

中国石油渤海钻探分公司项目“可降解材料在封隔器元件中的应用研究”，项目编号：2016JXJF-07；“电动液压桥塞坐封工具的研制”，项目编号：2017JXJF-06联合资助。

平恩顺（1986-），工程师，2015年博士毕业于河北工业大学机械制造及其自动化专业，工学博士学位，现主要从事油气田储层增产措施改造方面的研究工作，邮箱：pingenshun@163.com。